一种EMI电流探头的校准方法

1 引 言
 

EMI电流探头是一种卡式电流传感器，专门用于测量线(单／多根电缆束、接地线／带状线束、屏蔽线外导体及同轴电缆)上的干扰电流。测试时只需将它夹在被测线上而不需要与被测源导线导电接触，也不用改变其电路。这样复杂的导电系统／电子线路等的干扰测量就可以在不打乱其正常工作或正常布置的状态下进行。探头夹到被测线上进行测量时，被测导线充当变压器的初级，次级则包含在电流探头中。电流探头(次级)设计为可直接连接到50Q系统的测试仪器，如接收机／频谱仪等。电流探头附加的屏蔽结构可以测量非对称(共模)干扰电流或对称(差模)干扰电流。

电流探头根据其型号不同，其测试频率范围从25 Hz到1 000 MHz，连续波电流从几安到几十安，脉冲电流从几十安到上百安。

实际的EMI测试时，需要根据接收机接收的干扰电压，折算到被测线路，测试出线路上的干扰电流。因此，对电流探头进行校准，准确地将探头的转换因子定标，成为保证测试准确度的必要条件。

我们需要对EMI电流探头的校准方法进行研究，寻找出如何对这些使用中的电流探头进行准确定标的方法并证明其有效性，以保证EMI检测结果的质量。

2 校准方法

通过对《GB／T6113—1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范》的学习，结合实验室现有仪器设备的状态，研究出了电流探头校准方法。

2．1 探头校准原理

电流探头的校准需要用一个夹具来进行，该夹具由两个半截的同轴转换器组成。当将电流探头装配其上时，便形成了一根同轴线：包裹着电流探头的

为外导体，穿过探头口径的为内导体。

校准测试连接和校准电路如图1和图2

2．2 校准仪器的配置及实现

根据图1及公式(1)，我们考虑可以采用两种仪器配置方案。一种是信号源接收机方案：在点频上分别测得在接收机收到的信号与信号源输出电压(对数单位)，代人公式(1)计算，得到在各频点的传输导纳值yI。这种方法的优点是直观简单，但对某个探头的传输导纳作定标曲线时需要在许多频率点测试，费时、费力，效率极低。

因此，测试方法为：使用网络分析仪按图1将源端接到校准架的输入端(端口一)，校准架输出端接匹配负载，电流探头输出接网络分析仪的输入(端I21二)，用扫频方式测试出s：，随频率变化的曲线。再将曲线按公式(6)进行修正，即可得到传输导纳频率曲线。该方法的优点是扫频测量测试速度快，网络分析仪测试时一次可设置201个点9扫描一次即可画出曲线。

3 校准操作步骤及校准结果我们用方法一及方法二反复实验后证明两种方法测试结果相同。重点对方法二进行研究，利用实验室现有网络分析仪8751A和图形采集软件Soft—plotV6．0总结出方法步骤如下：

(1)在PC上插入USB—GPIB接口卡，在PC中装入SoftplotV6．0采图软件，连接Pc与网络分析仪；

(2)连接网络分析仪与校准电流探头需用的电缆及转接头，根据探头校准的频率范围对网络分析仪进行直通校准；

(3)连接网络分析仪源输出端到校准架的输入端，校准架输出端接匹配负载，电流探头输出接网络分析仪的输入(接收端)，测试出S：。曲线；

(4)用采图软件将S 。曲线采到PC中；

(5)用列表法列出构成S 。曲线的201个数据点；

(6)将201个数据复制到PC中的Excel表中，将数据取绝对值并用该值减去34(修正系数)；

(7)将修正后Excel表中的数据复制到采图软件的数据表格中，画出修正过后的曲线，该曲线即为传输导纳一频率曲线；

(8)将传输导纳曲线复制到PC的画图板，用u盘考出或用打印机打出供EMI测试人员使用时查表。

例如，91550—2B电流探头的传输导纳校准曲线如图4所示。

EMI电流探头校准方法，经过了理论分析及实验验证的过程，该方法的提出及实施对EMI检测质量的提高有着积极的作用。